#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>
#include <thread>
#include <future>
#include <vector>

using functor = std::function<void()>;

class threadpool
{
public:
    threadpool(int count = 1)
        : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&threadpool::entry, this);
        }
    }

    ~threadpool()
    {
        stop();
    }

    //push的参数：F为用户需要执行的函数，args是函数中的参数
    //push内部，会将这个函数封装成一个异步任务，抛入线程池中，由工作线程取出并执行
    template<typename F, typename ...Args>
    auto push(F &&func, Args&& ...args) -> std::future<decltype(func(args...))> //通过decltype推导出函数运行的返回值类型
    {
        using return_type = decltype(func(args...));
        //1.将传入的函数封装成一个packaged_task任务
        auto fun = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...);
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(fun);
        std::future<return_type> fu = task->get_future();
        //2.构造一个lambda匿名对象（捕获任务对象）
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            _tasks.push_back([task](){
                (*task)();
            });
            //3.将构造出来的匿名对象，抛入任务池中（线程池会指派一个线程去执行该线程）
            _cv.notify_one();
        }
        return fu;
    }

    void stop()
    {
        if (_stop == false)
        {
            _stop = true;
            _cv.notify_all(); //唤醒所有线程
            for (auto& thread : _threads)
            {
                thread.join();
            }
        }
    }
private:
    //线程入口函数——内部不断从任务池中取出任务执行。
    void entry()
    {
        while (_stop == false) 
        {
            std::vector<functor> tmp_tasks;
            {
                //加锁：等待任务池不为空，或者_stop被设置为true
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                _cv.wait(lock, [&](){
                    return _stop || !_tasks.empty();
                });
                tmp_tasks.swap(_tasks); //讲任务队列中所有的任务取出
            }
            //取出任务执行
            for (auto& task : tmp_tasks)
                task();
        }
    }

private:
    std::atomic_bool _stop;   //结束标志
    std::mutex _mutex;   //互斥锁
    std::condition_variable _cv;   //条件变量
    std::vector<std::thread> _threads;  //线程池
    std::vector<functor> _tasks;  //任务池
};